广东广州市2026-2027学年高二上学期开学考试自编模拟物理试卷

**基本信息** 本试卷以“天宫”变轨、北斗卫星等科技前沿及杵臼文化为情境，通过动量守恒实验、“天问一号”天体计算等题，考查物理观念、科学思维与探究能力，适配高二开学检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择题|7/28|物理思想方法、天体运动、圆周运动|以“天宫”变轨情境考查运动观念，齿轮问题体现模型建构| |多项选择题|3/18|动量、机械能、动力学|蹦床运动分析能量转化，v-t图像考查科学推理| |非选择题|5/54|实验（动量/机械能守恒）、天体计算、传送带综合|实验题注重科学探究，杵臼应用融合文化与力学，“天问一号”计算考查科学论证|

广东广州市2026-2027学年高二上学期开学考试自编模拟物理试卷 本试卷共4页，15题。满分100分。考试用时75分钟。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（　　） A．甲图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想．说明质点在B点的瞬时速度方向 B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了理想化模型的思想 C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量 2．中国空间站“天宫”自2022年底全面建成以来长期在轨运行。设“天宫”在地球附近做匀速圆周运动，如图中实线所示。在某次定期调整运行轨道时，“天宫”在P点沿图中箭头所指径向，极短时间内喷射气体，使其获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（　　） A．天宫变轨前、后的机械能相同 B．天宫变轨后的运动周期比变轨前的小 C．天宫变轨后在近地点的速度比远地点的大 D．天宫变轨前的速度比变轨后在近地点的大 3．变速箱是汽车的动力传递装置，由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示，是某变速箱中的一部分齿轮，齿轮的半径分别为，其中点和点分别位于齿轮边缘，点位于齿轮半径的中点（图中未标出），当齿轮匀速转动时（　　） A．A齿轮上的点与齿轮上点的向心加速度之比为3：2 B．A齿轮上的点与C齿轮上点角速度之比为1：1 C．B齿轮上的点与C齿轮上点线速度之比为1：2 D．齿轮上的点与齿轮上点转速之比为2：1 4．北斗导航系统现在已经有五十六颗在轨卫星，其中A、B两颗卫星分别绕地球做半径为r1、r2的圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．A、B两颗卫星的周期之比为 B．A、B两颗卫星的线速度大小之比为 C．A、B两颗卫星的向心力大小之比为 D．A、B两颗卫星的向心加速度大小之比为 5．如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径为R=0.5m，一可视为质点的小球逆时针运动通过轨道最低点P时，速度大小为m/s，Q点为圆轨道上与圆心等高的点，小球质量m=1kg，g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．小球通过P点时对轨道的压力大小为30N B．小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小 C．小球能运动到与圆心等高的Q点，且在Q点的加速度大小为10m/s2 D．小球能沿轨道做完整的圆周运动 6．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动.有一个质量为 m 的小球 A 紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为 R 和 H，小球 A 所在 的高度为筒高的一半。已知重力加速度为 g，则（　　） A．小球 A 受到重力、支持力和向心力三个力作用 B．小球 A 受到的合力方向垂直于筒壁斜向上 C．小球 A 受到的合力大小为 D．小球 A 做匀速圆周运动的角速度 7．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示，已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，（）则（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为 B．汽车的额定功率为90kW C．汽车的最大速度为60m/s D．当汽车速度为30m/s时，汽车加速度大小为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．如图所示，两个质量相同的物体A和B，分别从高度宽度均相同的光滑固定斜面和光滑固定圆弧形斜坡顶点由静止开始滑到底端。以下说法正确的是（     ） A．它们到达底端时的动量相同 B．它们到达底端的过程中重力的冲量相同 C．B比A先到达底端 D．它们到达底端时重力的瞬时功率不相等 9．蹦床是一项具有挑战性的体育运动。如图，某时刻运动员从空中最高点O自由下落，接触蹦床A点后继续向下运动到最低点C，其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置。忽略空气阻力，运动员从最高点O下落到最低点C的过程中（    ） A．运动员的机械能不守恒 B．运动员在B点时的动能最大 C．运动员的重力势能先增大后减小 D．蹦床的弹性势能先减小后增大 10．如图甲所示，质量的物块静止放在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数，现用水平向右的拉力F作用在物块上，拉力F随时间t变化关系如图乙所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（    ） A．拉力冲量大小为 B．时物块的速度大小为2m/s C．物块的速度最大值为3m/s D．物块的运动时间为4s 三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答） 11．用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： a．将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； b．让质量为m1的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位置； c．把质量为m2的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； d．记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为x1、x2、x3，如图乙。 (1)关于该实验，下列说法正确的有_________；（双选） A．斜槽轨道不一定光滑 B．斜槽末端不一定水平 C．入射球和被碰球的半径必须相同 D．实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H (2)若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为_________。（用题中所给物理量的符号表示） 12．为验证机械能守恒定律，同学们采用两套不同的方案分别验证，已知当地的重力加速度为g。 (1)第一组同学采用如图甲所示装置进行验证机械能守恒定律的实验。 ①实验中打点计时器所接交流电源的频率为f，实验选用的重物的质量为M，纸带上打点计时器连续打下的计时点A、B、C到起始点O的距离分别为、、，如图乙所示，则打B点时重物的速度______。（用题目中所给的物理符合表示） ②该组同学想验证重物从O点运动到B点过程机械能是否守恒，需要验证的表达式为______（用题目中所给的物理符号表示）。 (2)第二组同学采用数字化仪器验证机械能守恒定律，实验装置如图丙所示，简化实验原理图如图丁所示。不可伸长的轻质杆一端固定在O点，另一端与质量为m、直径为d的小钢球相连。实验中每次小钢球从同一位置A由静止释放，将光电门先后放在B、C、D各点，测出小钢球经过各点时的遮光时间为、、，并用刻度尺分别测出A、B、C各点相对D点的高度分别为、、。 ①小钢球运动到C点时的速度大小为______。（用题目中所给的物理符合表示） ②该组同学想验证小钢球从A点运动到C点过程机械能是否守恒，需要验证的表达式为______（用题目中所给的物理符号表示）。 13．已知我国“天问一号”火星探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为T，距火星表面的高度为h，火星的半径为R，引力常量为G。求： （1）“天问一号”火星探测器的运行速度大小； （2）火星的质量M与火星密度； （3）火星表面的重力加速度的大小。 14．杵臼是我国古代加工谷物的重要工具，在《诗经·大雅》中有明确记载。使用杵臼的示意图如图（a）所示，舂捣臼中谷物时，手紧握质量为的石杵（石杵与谷物接触但未陷入），对其施加一竖直向上的恒力使其上升，作用一段时间后松手，松手后不考虑手与石杵的作用力。当石杵上升到最高点时，手再次紧握石杵并对其施加一竖直向下的作用力，其大小随下降距离的变化关系如图（b）所示，图中为的最大值。石杵接触谷物时松手，松手后不考虑手与石杵的作用力，再经过时间石杵静止，完成一次舂捣。已知，取重力加速度大小。求： (1)石杵上升的最大高度及上升过程所用的时间； (2)时间内石杵对谷物的平均作用力大小。 15．如图甲所示，在光滑水平面上放有一左端固定在墙壁上的轻质弹簧，弹簧处于原长时右端恰好位于A点，弹簧所在的光滑水平面与水平传送带在A点平滑连接。传送带长，且以的速率沿顺时针方向匀速转动，传送带右下方有一固定在光滑地面上半径为、圆心角的圆弧轨道，圆弧轨道右侧紧挨着一个与轨道等高，质量的长木板（木板厚度不计）。现将一质量的滑块Q（Q视为质点且与弹簧未拴接）向左压缩弹簧至图中G点后由静止释放，滑块Q从A点滑上传送带，并从传送带右端B点离开，恰好沿C点的切线方向进入与传送带在同一竖直面的圆弧轨道CD，然后无动能损失滑上长木板。已知弹簧弹力与滑块Q在GA段的位移关系如图乙所示，滑块Q与传送带、长木板间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。 (1)求滑块Q刚滑上传送带时的速度大小； (2)若滑块Q运动至圆弧轨道最低点D时，轨道对其的支持力为，且滑块恰好未滑离长木板，求长木板的长度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．B 【详解】A．甲图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想．说明质点在B点的瞬时速度方向，A正确。不符合题意； B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效替代，B错误，符合题意； C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量，C正确，不符合题意； D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，D正确，不符合题意。 故选B。 2．C 【详解】A．变轨过程中，天宫喷射气体，发动机对天宫做功，机械能发生改变，变轨后机械能更大，故A错误； B．根据开普勒第三定律，变轨后轨道半长轴a大于原轨道半径，因此变轨后周期更大，故B错误； C．根据开普勒第二定律，天宫沿椭圆轨道运动时，相同时间内扫过面积相等，近地点距离地球更近，由面积关系可知速度更大，因此变轨后近地点速度大于远地点速度，故C正确； D．“天宫”在P点沿径向喷气后，获得径向速度分量，而切向速度v0不变。在喷气点P，径向速度不为零，因此该点不是新椭圆轨道的近地点。由速度的矢量合成可知，“天宫”变轨后在P点的速度vP大于变轨前做匀速圆周运动的速度v0。又由开普勒第二定律，可知变轨后在近地点的速度大于vP，因此有 即变轨前速度小于变轨后近地点速度，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】由题可知，A与B啮合，B与C啮合，故三个齿轮边缘的线速度大小相等，设为。点位于A齿轮边缘，点位于B齿轮边缘，点位于C齿轮半径的中点，即 A．、两点线速度大小相等，根据向心加速度公式 可得点与点的向心加速度之比为，故A正确； B．、齿轮边缘线速度相等，角速度 则，故B错误； C．点线速度。点线速度等于边缘点的一半，即 所以点与点线速度之比为，故C错误； D．转速与角速度成正比。点角速度 点角速度 所以点与点转速之比为，故D错误。 故选A。 4．A 【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 可得， 故A、B两颗卫星的周期之比为，线速度大小之比为，故A正确，B错误； CD．根据牛顿第二定律可得 A、B两颗卫星的质量未知，无法比较向心力，A、B两颗卫星的向心加速度大小之比为，故CD错误。 故选A。 5．B 【详解】A．小球在P点时，据牛顿第二定律可得解得 由牛顿第三定律可知，小球通过P点时对轨道的压力大小为40N，A错误； B．设小球所在位置与圆心连线与竖直方向夹角为，沿半径方向，由牛顿第二定律可得 小球从P到Q的过程，v减小，增大，可知F减小，即小球对轨道的压力一直减小，B正确； C．从P到Q的过程据动能定理可得 解得到Q点的速度大小为 即小球能到达Q点，在Q点向心加速度大小为 方向水平向左，沿切线方向（竖直方向）只受重力作用，加速度为g，故在Q点的加速度大小为 C错误； D．设小球到达最高点的速度为v2，由动能定理可得解得 即小球无法沿轨道做完整的圆周运动，D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．小球A受到重力、支持力，向心力是由重力和支持力的合力来提供，故A错误； B．如图所示，小球受重力和支持力而做匀速圆周运动，由合力提供向心力，合力一定指向圆心，故B错误； C．设漏斗内壁倾角为，合力的方向水平且指向转轴，受力分析如图 则 其中 解得小球A受到的合力大小为 故C错误； D．由合力提供向心力，则 其中解得 故D正确。故选D。 7．C 【详解】A．由图像可知，匀加速过程中的加速度 根据牛顿第二定律 可知在该过程中的牵引力 A错误； B．汽车的额定功率 B错误； C．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度 C正确； D．当汽车速度为30m/s时，牵引力 此时的加速度 D错误。故选C。 8．CD 【详解】A．根据机械能守恒可得，A、B到达底端时速度的大小相同，两物体质量相同，动量的大小相同；但A、B到达底端时速度的方向不相同，动量的方向不相同，故A错误； C．下滑初期轨道倾角更大，初始切向加速度更大，物体加速更快；虽然总路程更长，但前期速度提升远快于 A，整体运动时间更短，所以B比A先到达底端，故C正确； B．由于 又 所以，它们到达底端的过程中重力的冲量不相同，故B错误； D．重力的瞬时功率 A、B到达底端时，速度的竖直方向分量不同，重力的瞬时功率不相等，故D正确。 故选CD。 9．AB 【详解】根据题意可知在点蹦床对运动员的弹力等于运动员的重力： A．在到过程，除了重力对运动员做功外，还有蹦床弹力对运动员做负功，运动员的机械能减少，故A正确； B．运动员从到过程做自由落体运动，速度增大，从到过程所受的弹力小于其重力，所以速度继续增大，从到过程所受的弹力大于其重力，做减速运动，可知在B点，速度达到最大，动能最大，故B正确； C．运动员从到C过程中，重力一直对其做正功，重力势能一直减小，故C错误； D．从到过程，蹦床对运动员的弹力竖直向上，运动员向下运动，可知蹦床对运动员的弹力做负功，蹦床的弹性势能增大，故D错误。 故选AB。 10．BD 【详解】A．在0～2内拉力冲量 拉力是变力，冲量等于包围的面积，即冲量，故A错误； B．由动量定理 代入解得物块的速度，故B正确； C．由图乙可知，时拉力 物块加速度为0，速度最大，拉力冲量 由动量定理 解得物块的速度最大值，故C错误； D．物块在后减速，最后速度减为0，由动量定理 解得物块的运动时间，故D正确。故选BD。 11．(1)AC(2)m1x2=m1x1+m2x3 【详解】（1）A．只要入射球每次从斜槽上同一位置由静止释放，到达斜槽末端时的速度就相同，斜槽轨道不一定光滑，故A正确； B．为了保证小球碰后做平抛运动，斜槽末端必须水平，故B错误； C．为了保证两小球发生对心正碰，并且碰后均做平抛运动，入射球和被碰球的半径必须相同，故C正确； D．由于小球做平抛运动下落的高度相同，根据可知它们的运动时间相同，可以用小球的水平位移代替平抛运动的初速度，所以不需要测量小球抛出点的离地高度，故D错误。 故选AC。 （2）入射球单独滚下时，平抛运动的水平位移为，对应的平抛初速度 两球碰撞后，入射球的水平位移为，平抛初速度 被碰球的水平位移为，平抛初速度 若两球碰撞时动量守恒，则满足 代入速度表达式并消去相同的时间，可得满足的关系式为 12．(1) (2) 【详解】（1）①[1]相邻两个计数点间的时间间隔 打B点时重物的速度 ②[2]该组同学想验证重物从O点运动到B点过程机械能是否守恒，需要验证的表达式为 即 （2）①[1]由光电门知识可知小钢球运动到C点时的速度大小为 ②[2]想验证小钢球从A点运动到C点过程机械能守恒，需验证 而 故需要验证的原理等式为 13．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由圆周运动线速度与角速度的关系 根据角速度与周期的关系 解得 （2）万有引力提供向心力 解得 由 联立解得 （3）在火星表面万有引力等于重力 解得 14．(1)0.4m，0.8s(2)425N 【详解】（1）对石杵施加一竖直向上的恒力，当作用时间为的过程中的加速度 此时的速度v1=at1=1m/s 上升的位移 撤去F1后还能上升的高度 还能上升的时间 石杵上升的最大高度 上升过程所用的时间 （2）根据图像，石杵下落过程中F2对石杵做功为 当到达石杵接触谷物时由动能定理 解得v2 =4m/s 石杵与谷物作用的过程，对石杵由动量定理（向上为正） 解得F=425N 根据牛顿第三定律可知，石杵对谷物的平均作用力大小425N。 15．(1)3m/s(2)3m 【详解】（1）滑块Q第一次从G点到A点时与弹簧分离，从A点滑上传送带，设在滑块Q在A点的速度为，对滑块Q由动能定理得 由图像知弹簧从G点到H点对P做功 代入解得 （2）滑块Q在D点速度为，由牛顿第二定律可知 Q滑上长木板M后，以Q和长木板为系统动量守恒，恰好没滑离，则Q滑到长木板右端时达到共同速度，则有 由能量守恒定律有 代入数据可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $